TCP通信从入门到实现

移动开发 2022-06-12 19:56:05 阅读次数: 0

TCP协议往期回顾：

TCP是一种面向连接，安全、可靠的传输数据的协议

传输前，采用“三次握手”方式，点对点通信，是可靠的

在连接中可进行大数据量的传输

注意：在java中只要是使用java.net.Socket类实现通信，底层即是使用了TCP协议

TCP通信的基本原理：

客户端怎么发，服务端就应该怎么收

客户端如果没有消息，服务端会进入阻塞等待

Socket一方关闭或者出现异常，对方Socket也会失效或者出错

注意：要先启动服务端，再启动客户端，不然会导致数据丢失！

实现一发一收

客户端： 

import java.io.*;
import java.net.Socket;
public class TCP_客户端 {
    //一发一收
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----客户端启动-----");
        //创建Socket通信管道请求与服务器的连接
        /*
        public Socket(String host, int port)
        参数一、服务器的IP地址
        参数二、服务器的端口
         */
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",6666);
        //从Socket通信管道中得到一个字节输出流，负责发送数据
        OutputStream out=socket.getOutputStream();
        //把低级的字节流包装成打印流
        PrintStream ps=new PrintStream(out);
        //发送消息
        ps.println("你好啊");
        //刷新
        ps.flush();
    }
}

服务端： 

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
class TCP_服务端{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----服务端启动-----");
        //注册端口
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(6666);
        //必须调用accept方法，等待接收客户端的Socket连接请求，建立Socket通信管道
        Socket socket=serverSocket.accept();
        //从Socket通信管道中得到一个字节输入流
        InputStream is=socket.getInputStream();
        //把字节输入流包装成缓冲字节输入流进行消息的接收
        BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
        //按照行读取消息
        String line;
        if((line=br.readLine())!=null){
            System.out.println("接收到了来自"+socket.getRemoteSocketAddress()+"的消息："+line);
        }
    }
}

 实现多发多收、服务端同时接收多个客户端的消息：

如何实现的？

主线程定义了循环负责接收客户端Socket管道连接

每接收到一个Socket通信管道后分配一个独立的线程负责处理它

 客户端：

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;

public class TCP_多发多收 {
    //一发一收
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----客户端启动-----");
        //创建Socket通信管道请求与服务器的连接
        /*
        public Socket(String host, int port)
        参数一、服务器的IP地址
        参数二、服务器的端口
         */
        Socket socket=new Socket("127.0.0.1",6666);
        //从Socket通信管道中得到一个字节输出流，负责发送数据
        OutputStream out=socket.getOutputStream();
        //把低级的字节流包装成打印流
        PrintStream ps=new PrintStream(out);
        Scanner sc=new Scanner(System.in);
     while (true){
         System.out.println("请输入你要发送的消息：");
         String line=sc.nextLine();
         //发送消息
         ps.println(line);
         //刷新
         ps.flush();
     }
    }
}

服务端： 

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
//实现可以同时接收多个客户端
class TCP_多发多收_服务端{
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----服务端启动-----");
        //注册端口
        ServerSocket serverSocket=new ServerSocket(6666);
        //定义一个死循环由主线程负责不断的接收客户端的Socket通信管道连接
       while (true){
           //每接收一个客户端的Socket通信管道，交给一个独立的子线程负责读取信息
           Socket socket=serverSocket.accept();
           System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress()+"上线了");
           //开始创建独立线程处理Socket
           new ServerMyThread(socket).start();
       }
    }
}

服务端线程类： 

import java.io.*;
import java.net.Socket;
//创建服务端线程类
class ServerMyThread extends Thread{
    private Socket socket;
    public ServerMyThread(Socket socket){
        this.socket=socket;
    }
    public void run(){
        try {
            //从Socket通信管道中得到一个字节输入流
            InputStream is=socket.getInputStream();
            //把字节输入流包装成缓冲字节输入流进行消息的接收
            BufferedReader br=new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            //按照行读取消息
            String line;
            while ((line=br.readLine())!=null){
                System.out.println("接收到了来自"+socket.getRemoteSocketAddress()+"的消息："+line);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress()+"下线了");
        }
    }
}

由于上述的多发多收，存在着多一个任务就要新建一个线程的缺陷，

于是我们采用线程池优化：

客户端与之前一样：

import java.io.*;
import java.net.Socket;
import java.util.Scanner;
import java.util.concurrent.*;

public class TCP_多发多收 {
    //一发一收
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----客户端启动-----");
        //创建Socket通信管道请求与服务器的连接
        /*
        public Socket(String host, int port)
        参数一、服务器的IP地址
        参数二、服务器的端口
         */
        Socket socket = new Socket("127.0.0.1", 6666);
        //从Socket通信管道中得到一个字节输出流，负责发送数据
        OutputStream out = socket.getOutputStream();
        //把低级的字节流包装成打印流
        PrintStream ps = new PrintStream(out);
        Scanner sc = new Scanner(System.in);
        while (true) {
            System.out.println("请输入你要发送的消息：");
            String line = sc.nextLine();
            //发送消息
            ps.println(line);
            //刷新
            ps.flush();
        }
    }
}

服务端： 

这里我设置的线程池，核心线程3个，意味着同时可以管3个线程，但从第四个开始，由于设置的是3个任务队列，所以第4、5、6都不会被处理，直到第7个任务出现，才会开始设置临时线程，随机处理任务队列中的任务。但如果任务队列和临时线程一直存在，由于我设置的最大线程数为5个，任务队列最多存在3个任务，所以最多同时8个任务。当第9个任务出现时，会被拒绝。

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.*;
//实现可以同时接收多个客户端(线程池优化)
class TCP_多发多收_服务端 {
    //使用一个静态变量记住一个线程池对象
    //缺陷：并发能力有限，不适合用于大型互联网项目，但局域网等小型项目还是可以的，
    // 将核心线程数量和线程池可支持的最大线程数量设置大一点就行了，前提是你的服务器带的动
    private static ExecutorService pools = new ThreadPoolExecutor(3, 5,
            6, TimeUnit.SECONDS, new ArrayBlockingQueue<>(3),
            Executors.defaultThreadFactory(), new ThreadPoolExecutor.AbortPolicy());//核心线程3个，意味着同时可以管三个线程，
    // 但第四个开始，由于我这里设置的是3个任务队列，所以第4、5、6都不会被处理，直到第7个任务出现，才会开始设置临时线程，随机处理任务队列中的任务
    //但如果任务队列和临时线程一直存在，由于我这里设置的最大线程数为5个，任务队列最多存在3个任务，所以最多同时8个任务。当第9个任务出现时，会被拒绝

    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println("-----服务端启动-----");
        //注册端口
        ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(6666);
        //定义一个死循环由主线程负责不断的接收客户端的Socket通信管道连接
        while (true) {
            //每接收一个客户端的Socket通信管道，交给一个独立的子线程负责读取信息
            Socket socket = serverSocket.accept();
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "上线了");

            //将任务交给线程池,任务对象负责读取消息
            pools.execute(new ServerRunnable(socket));
        }
    }
}

线程实现类： 

import java.io.*;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;
import java.util.concurrent.*;
class ServerRunnable implements Runnable {
    private Socket socket;

    public ServerRunnable(Socket socket) {
        this.socket = socket;
    }

    @Override
    public void run() {
        try {
            //从Socket通信管道中得到一个字节输入流
            InputStream is = socket.getInputStream();
            //把字节输入流包装成缓冲字节输入流进行消息的接收
            BufferedReader br = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            //按照行读取消息
            String line;
            while ((line = br.readLine()) != null) {
                System.out.println("接收到了来自" + socket.getRemoteSocketAddress() + "的消息：" + line);
            }
        } catch (Exception e) {
            System.out.println(socket.getRemoteSocketAddress() + "下线了");
        }
    }
}

使用线程池的优势：

服务端可以复用线程处理多个客户端，可以避免系统瘫痪

适合客户端通信时长较短的场景

缺陷：

并发能力有限，不适合用于大型互联网项目，但局域网等小型项目还是可以的，将核心线程数量和线程池可支持的最大线程数量设置大一点就行了，前提是你的服务器带的动。

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转载自blog.csdn.net/qq_62731133/article/details/124806834
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